• Title/Summary/Keyword: 리아푸노프 방법

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Design of the Robust Fuzzy Controller based on Fuzzy Lyapunov Functions (퍼지 리아푸노프 함수 기반 강인한 퍼지 제어기 설계)

  • Kim, Ho-Jun;Park, Jin-Bae;Joo, Young-Hoon
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.21 no.5
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    • pp.630-636
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    • 2011
  • This paper is concerned with the stability analysis and stabilization for the Takagi-Sugeno(T-S) fuzzy systems with parametric uncertainties. To reduce conservativeness in stability analysis for T-S fuzzy systems, fuzzy Lyapunov functions are used. Stability analysis is performed and robust fuzzy controller is designed for stabilization of the system with parametric uncertainties. The stability and stabilization conditions are formulated in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Finally, simulation example is presented to show the effectiveness of the proposed approach.

Lyapunov Based Stability Analysis and Design of A Robust High-Gain Observer (강인한 고이득 관측기 설계 및 안정성 해석)

  • Yu, Sung-Hoon;Hyun, Chang-Ho
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.47 no.2
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    • pp.8-15
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    • 2010
  • This paper proposes a robust high-gain observer design scheme for nonlinear systems and its stability is analyzed based on Lyapunov theory. It is assumed that their states are unmeasurable. The proposed high-gain observer has the integrator of the estimation error in dynamics. It improves the performance of high-gain observers and makes the proposed observer robust to noisy measurements, uncertainties and peaking phenomenon as well. Its stability is analyzed by the Lyapunov approach. In order to verify the effectiveness of the proposed scheme, it is applied to output feedback controllers and some comparative simulation result with the existed observer based output feedback controllers and state feedback controllers is given.

Design of Path Tracking Controller for Underactuated Autonomous Underwater Vehicle Using Approach Angle Concept (접근 각도 개념을 이용한 과소 작동기 무인 잠수정의 경로 추적 제어기 설계)

  • Kim, Kyoung-Joo;Choi, Yoon-Ho;Park, Jin-Bae
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.22 no.2
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    • pp.225-231
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    • 2012
  • In this paper, we propose a method for designing the path tracking controller using an approach angle concept for an underactuated autonomous underwater vehicle (AUV). The AUV is controlled by the surge speed and yaw rate: there is no side thruster. To solve this underactuated AUV problem in the path tracking, we introduce an approach angle concept which makes the AUV converge to the reference path. And we design the path tracking controller using the proposed approach angle. To design the path tracking controller, we obtain the new vehicle's error dynamics in the body-fixed frame, and then design the path tracking controller based on Lypunov direct method. Finally, some simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed controller.

The Design of Membership-function-dependent Observer-based Controller Using Takagi-Sugeno Fuzzy Model (소속함수 의존성을 이용한 Takagi-Sugeno 퍼지 시스템의 관측기 기반 제어기 설계)

  • Kim, Ho-Jun;Joo, Young-Hoon;Park, Jin-Bae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2011.07a
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    • pp.1758-1759
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    • 2011
  • 본 논문은 비선형 시스템의 소속함수 의존성을 이용한 관측기 기반 퍼지 제어기 설계 기법을 제시한다. Takage-Sugeno (T-S)퍼지 모델링을 이용해 비선형 시스템을 퍼지 모델로 표현한다. 시스템의 안정화 조건은 소속함수의 의존성을 이용한 리아푸노프 안정도 해석 방법을 이용해 유도된다. 안정화 조건은 선형 행렬 부등식으로 표현되며, 부등식의 해를 이용해 제어기의 이득값을 구한다. 모의실험을 통해 설계된 제어기의 타당성을 검증한다.

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Observer based consensus of nonlinear multi-agent systems (비선형 다개체 시스템의 관측기 기반의 일치)

  • Lee, Sungryul
    • Journal of IKEEE
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    • v.22 no.1
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    • pp.121-126
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    • 2018
  • This paper addresses the consensus problem for nonlinear multi-agent systems using observer based controller. In order to solve this problem, the high gain approach is combined with the previous low gain controller. Also, it is shown that the proposed observer based controller can always guarantee the consensus of nonlinear systems with lower triangular nonlinearity.

A heuristic method to develop a state feedback controller for a system with Marko delay (마코프 지연을 갖는 시스템을 위한 상태 궤환 제어기 설계 방식 연구)

  • Yang, Janghoon
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2018.10a
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    • pp.380-382
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    • 2018
  • 사이버 물리 시스템의 발달은 네트워크 기반 제어 시스템을 다양한 형태로 진화시키고 있다. 네트워크에서는 전송 지연과 전송 오류에 의해서 다양한 불규칙한 지연이 발생하고 지연에 강인한 제어기 설계가 요구되고 있다. 마코프 프로세서를 따르는 지연을 갖는 제어 시스템에서 제어기를 설계할 때에 많이 사용되는 모델중에 하나가 확장된 상태 벡터를 기반으로 한 마코프 점프 선형 시스템 모델이다. 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 리아푸노프 안전성 조건으로부터 유도되는 선형 행렬 부등식의 안정성 조건으로부터 저복잡도를 가지고 제어기를 유도하는 직관적 방법을 제안한다. 제안된 알고리즘은 모의 실험을 통해서 성능을 확인하였으나, 직관적 방법 구조상에서 제한 조건의 수가 자유 변수의 수보다 많은 이유 때문에 성능이 배우 제한적임을 확인하였고, 이를 개선하기 위한 향후 연구가 요청됨을 확인하였다.

Reduced-order Parameter-dependent Robust $H_{\infty}$ Filtering for Discrete Uncertain Singular Systems (이산 불확실 특이시스템의 변수종속 차수축소 강인 $H_{\infty}$ 필터링)

  • Kim, Jong-Hae
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SC
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    • v.48 no.5
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    • pp.59-65
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    • 2011
  • In this paper, we present a reduced-order parameter-dependent robust $H_{\infty}$ filter design method for discrete-time singular systems with polytopic uncertainties. A BRL(bounded real lemma) for parameter-dependent singular systems is derived from a parameter-dependent Lyapunov function. On the basis of the obtained BRL, low order robust $H_{\infty}$ filter design method is presented by polytopic approach, new reduced-order method, and LMI(linear matrix inequality) technique. Finally, a numerical example is presented to illustrated the feasibility of the proposed method.

Vibration Control of Flexible Structures via Discrete-Time Sliding Mode Control (이산시간 슬라이딩 모드 제어를 이용한 유연 구조물의 진동제어)

  • 김명석;최승복
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.04a
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    • pp.246-251
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    • 1995
  • 유연구조물의 진동제어를 위해 압전필름 작동기를 사용하였고 이와 연계하 여 샘플링 과정을 고려한 DSMC를 구성하였다. 변수변화 및 외란의 경계치 를 알고 있다는 가정하에 시스템을 이산화시킨 후 제어기를 설계하였다. 일 반적으로 연속시간 시스템의 이산화 과정에서 정합조건의 가정이 보장되지 않기 때문에 제어기 설계시 이를 배제하였다. 이산시간 리아푸노프 이론을 근거로 DSMC의 존재성을 도출하였고, 이것에 기초하여 슬라이딩 모드가 발생되도록 불연속제어기를 설계하였다. 이때, 불연속게인을 상수로 하지 않고 RP의 위치에 따라 계속 새롭게 수정함으로써 슬라이딩 영역을 최소화 하였다. 그리고 기존의 DSMC 기법상에서 발생되는 슬라이딩 영역의 문제를 .betha. 등가제어기를 이용하는 이원화 방법으로 극복하였으며, 컴퓨터 시뮬 레이션을 통하여 제안된 기법의 설계 효율성 및 제어기의 강건성을 입증하였다. 향후, 제안된 기법에 대한 실험적 고찰 및 중요 제어인자에 대한 연구가 계속적으로 수행될 예정이다.

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Design of Robust Fuzzy Controllers via Inverse Optimal Approach (역최적화 방법을 이용한 강인한 퍼지 제어기의 설계)

  • 곽기호;임재환;박주영
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.11 no.6
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    • pp.477-486
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    • 2001
  • In this paper , we study the problem of designing TS(Takagi-Sugeno) fuzzy controllers for the systems that can be approximated or represented by the TS fuzzy model. The main strategy used in this paper is the inverse optimal approach, in which the cost function is determined later than the Lyapunov function and its corresponding control input satisfying the design requirements such as stability, decay rate, and robustness against uncertainty. This approach is useful because it yields controllers satisfying the inherent robustness of optimal controllers as well as the considered design goals. The design procedures established in this paper are all in the from of solving LMIs(Iinear matrix inequalities). Since the LMIs arising in the design procedures can be solved within a given tolerance by the interior point methods. the design method of the paper are efficient in practice. The applicability of the proposed design procedures is demonstrated by design examples.

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Robust Path Tracking Control for Autonomous Underwater Vehicle with Variable Speed (변속 무인 수중 잠수정을 위한 강인 경로 추적 제어)

  • Choi, Yoon-Ho;Kim, Kyoung-Joo
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.20 no.4
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    • pp.476-482
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    • 2010
  • In this paper, we propose a robust path tracking control method for autonomous underwater vehicle with variable speed. The proposed path tracking controller consists of a kinematic controller and a dynamic controller. First, the kinematic controller computes the surge speed and yaw rate to follow the reference path with variable speed. Then the dynamic controller controls the thrust force and yaw torque to move the AUV actually. In the dynamic control, we assume that the sway speed is a disturbance. In addition the dynamic controller is designed based on sliding mode conrol. We also demonstrate the stability of the proposed control method by Lyapunov stability theory. Finally, simulation results illustrate the performance of the proposed control method.